W jaki sposób działają zimne ognie?

Pytanie

Pyta Loren

W jaki sposób działają zimne ognie? Jakie zjawisko fizyczne za nimi stoi?

Odpowiedź

Odpowiada Miłosz Dąbrowski

Zimne ognie (ang. sparkler) są wyrobami pirotechnicznymi, rodzajem fajerwerków, które można trzymać w dłoni i które płoną stosunkowo powoli, wytwarzając przy tym iskry. Zapewne wszyscy kojarzymy je z sylwestrowymi zabawami lub urodzinami.

Wbrew swojej nazwie, „zimne” ognie wcale nie są takie zimne, ponieważ spalają się w temperaturze około 1000ºC. Wytwory te składają się z dwóch zasadniczych elementów – niepalnego druta oraz nałożonej na niego zaschniętej pasty pirotechnicznej. Pasta ta składa się z:

  • głównego składnika, jakim są opiłki metalu (np. aluminium, żelazo),
  • utleniacza (np. azotan baru, saletra potasowa), który stanowi ok. 50% całej mieszanki,
  • palnego spoiwa (np. dekstryna),
  • dodatkowego paliwa w postaci węgla lub siarki,
  • ewentualnych barwników pirotechnicznych.

Całe zjawisko powstawania iskier polega na spalaniu opiłków metalu, które tworzą skaczące iskry, jednak bardzo szybko ulegają spaleniu. Najważniejszy w całym procesie jest utleniacz, ponieważ dzięki temu, że wytwarza on ogromne ilości tlenu, spalanie może być podtrzymywane, a przede wszystkim osiągnąć można pożądaną temperaturę, w której zapalać się będzie metal.

Chociaż najczęściej spotyka się zimne ognie o żółtych iskrach, to ich kolorem można manipulować. Już sam wybór metalu, który będzie spalany, powoduje, że iskry mogą być białe (aluminium, magnez, tytan) lub żółte/pomarańczowe (żelazo). Dodatkowo do mieszanki pirotechnicznej można dodać barwniki, czyli np. chlorki lub saletry takich metali jak bar, stront czy miedź, które mogą zabarwić iskry na przykład na zielono, czy niebiesko.